§ 8. Зубчатая передача

Зубчатые передачи являются основой конструкции почти всех современных механизмов, в том числе и приборов времени, и служат для передачи вращения и усилий.

При рассмотрении гармонических колебаний было установлено, что работа маятника и баланса в часах как регуляторов хода возможна только при условии поддержания процесса их колебаний путем периодического сообщения импульса силы.

В механических часах импульс силы передается маятнику и балансу от соответствующего источника энергии посредством зубчатой передачи и деталей спуска. Кроме того, зубчатая передача служит счетным механизмом, так как скорости вращения отдельных осей подбираются таким, что они могут отсчитывать время в часах, минутах, секундах и других единицах времени.

Часовой мастер должен хорошо разбираться в зубчатой передаче часового механизма, знать назначение каждого колеса и триба.

Зубчатая передача состоит из двух или большего количества колес, находящихся в последовательном зацеплении и передающих усилие или преобразующих скорость передачи движения от одной оси механизма к другой. Действие зацепления зубчатой пары колес по существу основано на системе рычагов. В этой системе более длинный рычаг давит на более короткий или, наоборот, если один рычаг прекращает свое действие, другой заменяет его и т. д. Система рычагов условно жестко закреплена в центре вращения. В каждом колесе столько рычагов, сколько зубьев.

В часовых механизмах зубчатые колеса представляют собой металлические диски, по внешней окружности которых нарезаны зубья определенного профиля и заданного количества. Колеса с небольшим количеством зубьев (обычно менее 15) называются трибами.

В карманных и наручных часах имеется несколько зубчатых передач; главная, стрелочная, перевода стрелок и завода пружины, но могут быть и дополнительные.

Главная передача передает усилие от двигателя к колебательной системе и служит для счета количества колебаний регулятора. Эта передача связывает барабан, внутри которого установлена пружина с балансом, передавая ему часть энергии пружины для поддержания колебаний.

Стрелочная передача преобразует движение центрального колеса, несущего минутную стрелку, в более медленное движение часового колеса, с которым соединена часовая стрелка.

Обычно замедление происходит в 12 раз, в некоторых типах часов в 24 раза. При этом циферблат будет разбит соответственно на 12 или 24 часа.

Передача перевода стрелок и завода пружины участвует в установке стрелок на заданное время от руки и в накоплении энергии пружиной при ее заводке. К вспомогательным относятся передачи, не имеющие прямого отношения к отсчету времени. Их применяют в календарных и сигнальных устройствах, в механизмах боя, автоматического завода и т. д.

Устройство таких передач будет рассмотрено в специальном разделе.

Главная передача наиболее распространенного типа часовых механизмов наручных и карманных часов показана на фиг. 87.

Фиг. 87. Главная передача.

Зубья барабана 1 зацепляются с трибом центрального колеса 2, которое в свою очередь входит в зацепление с трибом промежуточного колеса 5, передающего вращение трибу секундного колеса 4; последнее связано с трибом анкерного колеса 3.

Большинство современных наручных и карманных часов имеет главную зубчатую передачу, содержащую четыре пары колес, включая барабан и анкерный триб.

Барабан представляет собой полый цилиндр, в котором находится заводная пружина. Зубьями, расположенными на внешнем венце, барабан входит в зацепление с трибом центрального колеса. Это колесо делает один полный оборот в час и несет на своей оси минутную стрелку.

В наручных и карманных часах трибы центрального, промежуточного, секундного и анкерного колес представляют одно целое с осью. Эти трибы будем называть: триб центрального колеса, триб промежуточного колеса, триб секундного колеса и триб анкерного колеса. На часовых заводах и в ремонтных мастерских главную передачу называют сокращенно ангренажем.

Стрелочная передача состоит из четырех колес (фиг. 88).

Фиг. 88. Стрелочная передача.

Она начинается от минутного триба 1, фрикционно насаженного на ось центрального колеса. С минутным трибом входит в зацепление вексельное колесо, жестко соединенное с вексельным трибом 3. Последний зацепляется с часовым колесом 2. На минутный триб насаживают минутную стрелку, на втулку часового колеса — часовую стрелку. Стрелочная передача, как правило, является передачей фрикционной, так как минутный триб, имея фрикционную посадку на оси центрального колеса, при ручном переводе стрелок вращается на оси.

На фиг. 89 показана передача перевода стрелок.

Фиг. 89. Передача перевода стрелок.

На квадрате заводного вала 1 сидит кулачковая муфта 2, которая при вытягивании заводной головки своими зубьями входит в зацепление с переводными колесами 3 и 4. Последнее связано с вексельным колесом 5. При вращении головки заводного вала вращается кулачковая муфта и переводные колеса, которые передают вращение вексельному колесу 5 с трибом; последние вращают минутник 6 и часовое колесо 7 вместе со стрелками до установки их на точное время. Переводить стрелки рекомендуется в направлении их нормального движения.

При переводе стрелок увеличивается трение между втулочной частью минутника 6 и осью центрального колеса. Последнее получает дополнительную силу вращения, если оно осуществлялось по ходу часовой стрелки, или наоборот, т. е. уменьшает силу действия пружины хода; при этом передаваемое усилие к балансу снижается или прекращается совсем на время перевода стрелок.

Обратный перевод стрелок может при определенных условиях вызвать заклинивание спуска.

В нормальном состоянии (фиг. 90), т. е. когда головка не вытянута, кулачковая муфта 4 находится в зацеплении с заводным трибом 3, также установленным на заводном вале. Заводной триб модульными зубьями связан с коренным (или заводным) колесом 2, а последнее связано с барабанным колесом 1, которое квадратным отверстием насажено на квадрат вала барабана.

Фиг. 90. Передача завода пружины хода.

Передачу, участвующую в ручной заводке пружины хода и перевода стрелок с системой рычагов, в заводской и ремонтной практике сокращенно называют ремонтуаром.

В зубчатой передаче часового механизма имеются ведущие и ведомые элементы.

Ведущим называют колесо (или триб), которое приводит в движение находящийся в зацеплении с ними триб (или колесо); последний получил название «ведомый триб» (или колесо).

В главной передаче часового механизма колеса являются ведущими, трибы — ведомыми.

Расстояние, измеряемое по прямой линии между центрами зацепляющихся между собой колес и трибов, называется межцентровым расстоянием.

Прямая линия, проходящая от оси вращения одного колеса до оси вращения другого, сцепляющегося с ним, называется линией центров.

Расположение системы колес в часовом механизме может отличаться в зависимости от формы платины, являющейся основанием часового механизма. Размеры колес зависят от размеров часового механизма. Платину делают круглой, овальной, прямоугольной формы.

Входящие в зубчатую передачу колеса часового механизма имеют различное количество оборотов в единицу времени. В том случае, когда ведущее колесо имеет число зубьев А, а ведомый триб В, число оборотов последнего определяют как частное от деления — А/В умноженное на количество оборотов колеса.

За один оборот ведущего колеса ведомый триб сделает количество, соответствующее соотношению количества их зубьев. Например, если ведущее колесо имеет 72 зуба, а триб 12, то последний за один оборот колеса сделает 72/12 = 6 оборотов. Следовательно, число оборотов триба во столько раз больше числа оборотов колеса, во сколько раз число зубьев ведущего колеса больше числа зубьев триба.

Отношение числа зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого называется передаточным числом.

В том случае, когда рассматривается зубчатая передача с несколькими парами взаимосвязанных между собой колес и необходимо определить передаточное отношение от первой ведущей оси к последней ведомой, принимаются в расчет все промежуточные ведущие и ведомые колеса.

Общее передаточное число для любого количества пар колес, входящих в зацепление, определяется отношением произведения числа зубьев ведущих колес к произведению числа зубьев ведомых.

При ремонте часов иногда приходится подобрать недостающее колесо или триб. Для этого необходимо определить их размеры и количество зубьев.

В любой зубчатой передаче изменение числа зубьев или размера диаметра одного из колес или трибов нарушает работу всего механизма. Для того чтобы определить число оборотов триба, необходимо число оборотов ведущего колеса умножить на число зубьев триба.

Это правило можно также применить к размерам диаметров начальных окружностей. Начальными окружностями называют окружности колес, которые касательны между собой в зацепляющейся паре (см. фиг. 91) связанных между собою колес и трибов. Вместо числа зубьев в правило соответственно ставится диаметр начальной окружности.

Эти правила распространяются на любое число соединенных между собой колес.

Для того чтобы получить число оборотов выходной оси зубчатой передачи, необходимо число оборотов оси первого ведущего колеса умножить на произведение из числа зубьев всех ведущих колес и разделить на произведение из числа зубьев всех трибов.

Передача крутящего момента с помощью зубчатых зацеплений должна производиться с минимальными потерями на трение. В зубчатой передаче потери на трение возникают в осях, между зубьями и т. д. Изменение трения в зубчатой передаче часового механизма в результате загрязнений изменяет усилие, передаваемое к регулятору хода.

Обозначим число зубьев колес следующим образом:

z_б — число зубьев барабана;

z_ц — число зубьев центрального колеса,

z_п — число зубьев промежуточного колеса,

z_с — число зубьев секундного колеса;

z'_ц — число зубьев триба центрального колеса;

z'_п — число зубьев триба промежуточного колеса;

z'_с — число зубьев триба секундного колеса,

z'_а — число зубьев триба анкерного колеса.

Тогда передаточные числа i для каждой зацепляющейся пары будут:

z_б/z_ц = 72/12 = 6; z_ц/z_п = 80/10 = 8; z_п/z'_с  = 75/10 = 7,5; z_с/z'_a  = 80/8 = 10

Перемножив полученные числа, определим общее передаточное число, которое будет равно 3600. Это число представляет собой число оборотов спускового колеса за один оборот барабана.

На оси центрального колеса находится минутная стрелка, которая делает один полный оборот в час. Отсюда следует сделать вывод, что расчет может быть произведен, исходя из известного количества оборотов центрального колеса. Передаточное число от оси центрального колеса к оси анкерного может быть записано следующим образом:

(z_цz_пz_с)/(z'_пz'_сz'_а) = (80·75· 80)/(10·10·8) = 600

т. е. за один оборот центрального колеса анкерное сделает 600 оборотов, а так как центральное колесо сделает 1 об/час, то 600 об/час будет скоростью спускового колеса.

В часах с боковой секундной стрелкой последняя должна делать полный оборот в 1 мин. Передаточное число между центральной и секундной осью равно

(z_цz_п)/(z'_пz'_с) = (80·75)/(10·10) = 60,

т. е. за один оборот центрального колеса секундное колесо сделает 60 оборотов.

В часах, не имеющих секундной стрелки, передаточные числа могут иметь иные значения.

Спусковое колесо чаще всего имеет 15 зубьев и передает вдвое большее количество импульсов балансу, так как каждый зуб передает два импульса — первый входной палете и второй — выходной палете. Отсюда появляется возможность высчитать количество колебаний баланса в час:

(z_цz_пz_с2z_а)/(z'_пz'_сz'_а) = (80·80·75·15·2)/(10·10·8) =18 000 колебаний баланса в час.

В некоторых часах («Эра», часы иностранных марок) балансы совершают 14 400:16 200; 19800:21600 и т. д. колебаний в час.

Определение числа зубьев отсутствующего колеса или триба не представляет затруднений, если известно количество колебаний баланса в час и количество зубьев остальных колес и трибов.

Подставляя в приведенное уравнение число зубьев известных колес и трибов, можно найти количество зубьев недостающего триба или колес.

Поясним сказанное выше примерами.

Пример 1. В часах, баланс в которых делает 18 000 колебаний в час, z_ц = 80, z_п = 75, z_а = 15 зубьев; z'_п = z'_с  =10, z'_a = 8 зубьев. Необходимо определить количество зубьев недостающего секундного колеса. Для решения этой задачи подставим в формулу известные значения

(75·z_с·2·15)/(10·10·8) = 18000,

откуда найдем количество зубьев секундного колеса:

225·z_с = 18000; z_с = 18000/225 = 80 зубьев

Пример 2. Предположим, что для этих же часов необходимо подобрать секундное колесо вместе с трибам. Для этого, как и в предыдущем случае, подставим в формулу все известные значения:

(70·75·z_с·2·15)/(10·z'_с·8) = 18000

Произведем сокращение, оставив в левой стороне неизвестные:

z_с/z'_с = 18000/225 = 8/1

Таким образом мы нашли отношение числа зубьев колеса к числу зубьев триба. Подставляя значение зубьев триба и отбирая наиболее вероятное их значение, найдем искомый результат.

z_с/z'_с = 64/8 = 80/10

последнее соотношение, судя по количеству зубьев триба спускового колеса, будет искомым.

Результат показывает, что секундное колесо должно иметь зубьев в 8 раз больше, чем триб.

В приведенной выше формуле число зубьев барабана и триба центрального колеса отсутствовало. Если требуется определить количество зубьев этой пары, то поступают следующим образом.

Количества оборотов спускового колеса в час определяют отношением количества колебаний баланса в час к удвоенному числу зубьев анкерного колеса:

18000/(2·15) = 600 оборотов

Пример 3. Число зубьев барабана определяют, исходя из продолжительности хода часов; обычно оно составляет 36 час. Количество оборотов центрального колеса за час известно, поэтому можно определить его и за время хода от одной заводки, т. е. за 36 часов. Допустим, барабан за 36 часов делает 5 оборотов, тогда передаточное отношение

z'_ц/z_б = 36 оборотов/5 оборотов = z_б/z'_ц 

Если триб имеет 10 зубьев, то z_б/10 = 36/5; z_б = 72 зуба

Пример 4. В стрелочной передаче передаточное отношение равно 1/12 или 1/42. Запишем его, вводя обозначения колес и трибов:

z_м — число зубьев минутного триба;

z_ц — число зубьев часового колеса;

z_в — число зубьев вексельного колеса;

z'_в — число зубьев триба вексельного колеса;

i — передаточное отношение;

i = z_мz'_в/z_вz_ц

По известной формуле можно определить число зубьев одного из колес, если известно число зубьев остальных.

Пример 5. В часах вексельное колесо имеет z_в = 36 зубьев, его триб z'_в = 10 зубьев. Часовое колесо z_ч = 30 зубьев. Найти число зубьев утерянного триба минутного колеса, т. е. z'_м =?

В приведенную выше формулу подставим известные значения

1/12 = (z'_м·10)/(36·30)

z'_м = (36·30)/(10·12) = 9

Таким образом, определено, что утерянный триб должен иметь 9 зубьев.

К зубчатому зацеплению часов предъявляют следующие требования:

1) вращение колес должно быть плавным, т. е. передаточное число зацепляемой пары должно быть постоянным;

2) в зубчатой передаче должны быть сведены к минимуму потери на трение.

Таким требованиям больше всего отвечает так называемое циклоидальное зацепление.

Зуб как колеса, так и триба состоит из головки 1 (фиг. 91) и ножки 2. В циклоидальном зацеплении головка зуба очерчивается по циклоиде, а ножка по гипоциклоиде. Циклоидой называют кривую, которая описывается точкой окружности В, перекатываемой по дуге А начальной окружности колеса без проскальзывания.

Фиг. 91. Элементы зубчатого зацепления.

На фиг. 92 показано, как образуется циклоида, по которой описана одна из сторон головки зуба. Если окружность В перекатывать по дуге А с внутренней стороны, то точки этой окружности описывают кривую, называемую гипоциклоидой. По этой кривой описываются ножки зуба.

Фиг. 92. Принцип построения головки зуба.

Из-за сложности изготовления инструмента теоретический профиль зуба обычно заменяют более простым. Так, профиль головки и зуба описывается по дуге окружности. Зацепление с таким профилем называют часовым.

Для часов наручных и карманных существуют установившиеся соотношения количества зубьев колес и трибов главной передачи. В табл. 1 приведены данные о количестве зубьев колес главной передачи для часов, имеющих 18 000 колебаний баланса в час. Пользуясь таблицей, можно быстро определить количество зубьев подбираемого колеса и триба.

Как показано на фиг. 88, стрелочную передачу образуют минутный триб, часовое колесо, вексельное колесо и триб вексельного колеса.

Стрелочные передачи встречаются трех видов: правильные, обратные и неправильные.

В правильной передаче отношение числа зубьев вексельного колеса к числу зубьев минутного триба составляет как 3:1, а передаточное число триба вексельного колеса и часового как 4:1.

В обратной передаче передаточное число вексельного колеса и минутного триба находится в соотношении как 4:1, а передаточное отношение часового колеса и триба вексельного колеса как 3:1.

Неправильная передача, сохраняя общее, передаточное число, не имеет указанных передаточных критериев.

Наиболее часто встречается правильная стрелочная передача.

Для стрелочной передачи, как и для главной, существуют установившиеся соотношения чисел зубьев колес и трибов.

По табл. 2 можно произвести подбор колес и трибов стрелочной передачи.

При ремонте часовых механизмов часто приходится встречаться с дефектами зубчатой передачи.

Дефекты внешнего характера — погнутость зубьев, наличие выбоин и вмятин, перекосы зубьев и неполный профиль при тщательном осмотре обнаружить удаётся довольно быстро, но в зубчатом зацеплении могут иметь место дефекты скрытого характера, выявление которых связано с определенными трудностями.

Скрытые дефекты зубчатого зацепления могут зависеть от самих колес, а также от мостов и платин, в которых установлена зубчатая передача.

Нормальное функционирование зубчатой передачи возможно в том случае, когда между центрами осей вращения зацепляющихся колес сохраняется заданное расстояние. Расположение колес одного относительно другого должно быть таким, чтобы зубья входили в зацепление между собой по начальной окружности. Такое зацепление называется нормальным (фиг. 93, а).

Когда расстояние между центрами вращения колес больше заданного, колеса как бы раздвинуты и начальные окружности не соприкасаются (фиг. 93, б). Такое зацеплена кокса называют мелким.

При уменьшении расстояния между центрами вращения колес начальные окружности пересекают одна другую (фиг. 93, в), зубья глубже входят в зацепление между собой. Такое зацепление называют глубоким.

Фиг. 93. Зацепление:

_{а — нормальное; б — мелкое; в — глубокое.}

Неудовлетворительное зацепление может быть вызвано не только нарушением межцентрового расстояния, но и неправильным сочетанием размеров диаметров колес.

На состояние зацепления оказывают влияние зазоры в опорах. Проверка зацепления может быть произведена путем торможения оси триба деревянной чуркой с нажатием, ее в сторону колеса и медленным вращением последнего в направлении их нормального перемещения. В правильно работающем зацеплении при медленном вращении зубья колеса и триба перекатываются плавно, без наскока зубьев колеса на зубья триба и срывов. В зависимости от направления давления на триб выбирают зазор в опоре в ту или иную сторону. При этом мелкое зацепление доводится до нормального, зацепление глубокое увеличивается. Отжимая ось триба в том или ином направлении, можно определить дефекты зацепления.

Изменение глубины зацепления зубьев колес при проверке можно произвести на величину зазора в опоре оси триба. Но этой величины иногда бывает достаточно, чтобы исправить дефект зацепления.

При глубоком зацеплении каждый зуб колеса переводит зуб триба на угол значительно больший, чем при нормальном зацеплении. Зуб триба, следующий за тем, который находится в зацеплении, проходит несколько вперед по отношению соответствующего зуба колеса, чем вызывает падение последнего с некоторым запаздыванием. Это явление наблюдается в зубчатых зацеплениях, имеющих меньший, чем нормальный, диаметр триба.

При мелком зацеплении создается наскок зубьев колеса на зубья триба. Зубья колеса вершиной ударяются о зуб триба до линии формального зацепления.

В отдельных случаях, когда не представляется возможности заменить колесо, исправляют мелкое зацепление оттяжкой зубьев колеса.

Такой метод не может быть рекомендован для широкого использования, так как при оттяжке зубьев нельзя достичь равномерного воздействия на зубья без нарушения формы обода.

Скрытым дефектом зубчатой передачи может быть дефект, не зависящий от самой зубчатой передачи. Оси колес современных наручных и карманных часов вращаются, как правило, в камневых подшипниках. Отверстия противоположно расположенных подшипников должны быть строго соосны. В результате различных дефектов возникают отклонения в соосности одноименных отверстий между платиной и мостом. Эти отклонения вызывают перекос осей, увеличивают трение в зубчатом зацеплении и в опорах оси, изменяют глубину зацепления.

Поврежденные камневые подшипники, имеющие трещины, сколы в отверстиях, также нарушают работу зубчатого зацепления, увеличивая трение. Сильно ухудшает работу зубчатого зацепления загрязнение последнего, которое может быть вызвано высыханием масла или его загустеванием.

Биение колеса (эксцентричность) на оси или искажение формы создают неравномерность зацепления. Эксцентричность посадки колеса на ось можно определить с помощью прибора (фиг. 94), показывающего величину радиального биения колеса.

Фиг. 94. Прибор для определения биения колеса.

Для выявления дефектов зацепления в отдельных парах колес удобно пользоваться приспособлением, показанным на фиг. 95.

Фиг. 95. Приспособленке проверки ската.

Расстояние между его спицами изменяют микрометрическим винтом. С внешней стороны спицы приспособления остро заточены на конус. Этими концами приспособление настраивают по платине или мосту на то межцентровое расстояние, которое соответствует испытуемой паре колес. Затем колеса вставляются в спицы, как показано на фигуре, и производится их обкатка. Так как зацепление в этом приспособлении хорошо просматривается, то обнаружить дефект достаточно просто.

Погнутые зубья выправляют отверткой или плоскогубцами.

Сильно погнутые зубья при правке могут отломиться. Если колесо заменить не представляется возможным, производят вставку зуба, или нескольких смежных зубьев. В колесах, имеющих толстые зубья и обод, вставка зуба может быть выполнена установкой в обод одного, двух или трех штифтов соответствующего размера и необходимой толщины с последующей обработкой их по профилю зуба.

Установка штифтов может, быть выполнена с применением резьбы или тугой посадкой с припайкой.

Замену зубьев в колесах, имеющих незначительную толщину обода, производят, вставляя соответствующей толщины полоски твердой латуни с припайкой ее легкоплавким припоем (фиг. 96, а).

Вставленную часть обрабатывают с применением соответствующих шаблонов 1–2 (фиг. 96, б), позволяющих получить профиль зуба определенной формы и размера.

Фиг. 96. Установка новых зубьев колеса.

При необходимости замены нескольких рядом расположенных зубьев целесообразно использовать часть другого колеса такого же типа.

Этим облегчается исправление и исключается необходимость обработки зубьев опиловкой. Установленные зубья аглифуют до чистоты поверхности остальных.

При проверке зацепления колес необходимо обратить внимание на действие зубьев, выходящих из зацепления. Вершина зуба, выходящего из зацепления, должна быть свободной. Зуб, входящий в зацепление, должен воспринимать нагрузку без удара, а контактирование должно начинаться как можно ближе к линии центров.

На фиг. 97, a-в показано зацепление колеса с трибом, имеющим 10, 8 и 6 зубьев. Из приведенных фигур можно видеть, что при трибе с 10 зубьями зацепление начинается на линии центров, при трибе с 8 зубьями — до линии центров и при трибе с 6 зубьями — после линии центров. Отсюда можно сделать вывод, что расстояние точки контактирования до линии центров является величиной переменной, зависящей от числа зубьев колес и трибов.

Фиг. 97. Зацепление трибов с разным количеством зубьев.

При ненормальной глубине зацепления возникает излишнее трение между зубьями и создается шум при скате (быстрое вращение колесной передачи часового механизма). Шум возникает в результате падения головки зуба колеса, входящего в зацепление с головкой зуба триба. Это приводит к износу зубьев колес и трибов.

Аналогичное явление имеет место в передаче, когда диаметр триба мал. Сильный износ трибов может привести к полной остановке часового механизма. Сильному влиянию износа подвержен триб спускового колеса, имеющий обычно 6 зубьев.

Исправление такой передачи может быть выполнено изменением высотного положения секундного колеса относительно триба анкерного колеса. При этом зацепление будет происходить по неизношенной поверхности зубьев триба.

Головки зубьев трибов могут иметь форму круглую, полукруглую или острую. При замене триба необходимо обращать внимание на форму головки зуба заменяемого триба.

В нормально работающей зубчатой передаче не должно быть самоторможения, свободного падения, т. е. не должны быть заметны моменты, когда зуб входит в зацепление и выходит из него. Проверка взаимодействия зубчатой передачи особо тщательно должна выполняться в часах малых габаритов.

Крупный дефект всегда легче выявляется, чем мелкий и к тому же скрытый. В отдельных типах часов камни опор бывают крупных размеров и довольно прозрачны, чем облегчается наблюдение за работой зацепления.

Циклоидальное (часовое) зацепление очень чувствительно к изменению расстояния между центрами.

Падение рассматривается как неисправность менее серьезная, чем самоторможение, создающее большую потерю энергии. Падение появляется при глубоком зацеплении. Для исправления падения необходимо уменьшить диаметр колеса. Отдельные мастера практикуют исправление падения подгибкой всех зубьев колеса в сторону, обратную движению. Такой метод исправления требует большого навыка и не может быть рекомендован, так как добиться удовлетворительных результатов трудно.

Самоторможение наблюдается при слишком мелком зацеплении. Зуб колеса только головкой входит в зацепление с зубом триба до линии центров, вследствие того что предыдущий зуб триба продвинут колесом дальше, чем должно быть.

Исправление выполняется установкой колеса несколько большего диаметра.

Замену триба при ремонте часов производят после предварительной обработки. Заготовка триба представляет собой кусок стали с нарезанными зубьями по всей длине. Концы заготовки триба затачивают на конус и вставляют в спицы станка. Размер посадочного места под колесо и другие размеры триба делаются такими же, как в старом. Посадочное место под колесо должно быть слегка коническим. Запрессовку колеса на триб производят с последующим расклепыванием заплечика.

Расклепывание заплечика производят так же, как при напрессовке обода баланса: сначала плоским паунсоном сажают колесо на заплечико. Паунсоном со сферическим концом отгибают заклепку, которую потом выпрямляют плоским паунсоном. Во время этого колесо медленно поворачивается рукой. При установке колеса нужно правильно определить высоту, до которой оно должно быть запрессовано.

Биение колена в плоскости имеет тем большее значение, чем тоньше часы.

Осевой зазор колес зубчатой передачи всегда должен быть достаточно большим, чтобы даже незначительные деформации платины или мостов не препятствовали работе зубчатого зацепления. Оси, несущие стрелки, должны иметь меньший высотный зазор, чтобы избежать зацепления стрелок между собой и их касания о циферблат и стекло.

В часах наручных и карманных стрелочные передачи находятся под циферблатом.

Основным в стрелочной передаче является триб минутной стрелки, который обеспечивает действие всей передачи, а также установку стрелок на время при переводе их от руки. Трение между трибом и осью центрального колеса должно быть довольно большим, чтобы преодолеть все сопротивления стрелочной передачи. Минутный триб имеет фрикционную посадку на оси. Триб зажимается в выточке центральной оси, как показано на фиг. 98. Если посадка будет слишком слабой, то ось будет проворачиваться относительно триба и стрелки будут периодически задерживаться. Часы будут показывать неточное время, хотя механизм будет работать нормально; при тугой посадке этого триба на центральную ось ухудшается плавность перевода стрелок.

Фиг. 98. Посадка минутного триба на оси.

В современных часах стрелочную передачу выполняют так, чтобы при переводе стрелок в обратном направлении главная передача имела достаточно силы для поддержания амплитуды колебания баланса. Трение минутника с цилиндрической частью втулки часового колеса уменьшается путем изготовления на минутнике посадочных заплечиков.

Ось центрального колеса должна быть строго перпендикулярна к плоскостям платины и циферблата. Наклон оси в какую-либо сторону вызывает нарушение зацепления триба с вексельным колесом и часового колеса с трибом вексельного колеса. Он может вызывать трение зубьев триба о платину и неправильное перемещение стрелок относительно плоскости циферблата и стекла. Сжатие минутника лучше производить кусачками с ограничителем. В том случае, когда минутник длинный, при сжатии возникает опасность поломки оси. При выполнении сжатия кусачками без ограничителя рекомендуется сделать подкладку под кусачки, с тем чтобы улучшить опору.

Снятие минутника с оси центрального колеса может быть выполнено специальным приспособлением, ручными зажимными инструментами, а также на станке, зажимая триб цангой.

При снятии необходимо избегать наклонов механизма в стороны.

Слишком свободное перемещение стрелочной передачи при переводе стрелок вызывается малым трением между минутным трибом и осью центрального колеса.

Слабая фрикционность минутного триба на оси исправляется более сильным сжатием его трубки.

Ослабление фрикционности триба чаще возникает, когда стенка его трубки слишком толстая и короткая.

Для увеличения упругости стенки трубки триба лучше ее несколько обточить. Фрикционность триба зависит также от правильности выполнения проточки оси; она должна по высоте точно соответствовать деформированной части стенки триба.

Установку минутного триба на ось желательно выполнять на потансе без резких ударов. Отверстие в пуансоне должно соответствовать диаметру посадочного отверстия трубки часового колеса. Пуансон устанавливают на зубья триба. До посадки триба верхнюю опору центрального колеса и проточку его оси необходимо смазать маслом. Минутный триб, установленный на несмазанную ось, будет плохо вращаться при переводе стрелок и плохо сниматься при следующей разборке механизма.

Вексельное колесо должно вращаться совершенно свободно, без сопротивления. Отверстие его триба не должно подвергаться смазке. Шип, на котором вращается это колесо, должен быть выше триба вексельного колеса.

Мост, прикрывающий вексельное колесо, не должен препятствовать его свободному вращению. При коротком шипе триб вексельного колеса может быть зажат циферблатом. Шип запрессовывают в платину, поэтому при необходимости можно регулировать уровень его посадки. Слишком высокий триб вексельного колеса можно сточить на шлифовальном круге. Наличие заусенцев в зубьях стрелочной передачи совершенно недопустимо. В нижней части часового колеса делается проточка, исключающая возможное зацепление зубьев минутного триба о плоскость колеса. Переводные колеса также должны вращаться совершенно свободно. На движение переводных колес не должен оказывать влияние мост ремонтуара.

Передача завода пружины хода имеет зубчатое зацепление с мелкими зубьями, отличающимися от зубьев главной передачи, и к тому же с боковым зацеплением. Эта передача имеет включающее устройство.

В целях получения хорошей работы передачи завода пружины хода необходимо, чтобы зацепление между заводным трибом и кулачковой муфтой было полным. Косые зубья триба и муфты должны полностью входить во впадины. Муфта прижимается к трибу заводным рычагом, на который давит пружина. Иногда наблюдается выход переводного рычага из проточки вала. Это может произойти в основном из-за неправильного положения проточки в заводном валу.

Если в положении покоя переводной рычаг опирается на рычаг заводной до момента прижатия кулачковой муфты к заводному трибу, зацепление будет ненадежным. Этот дефект усиливается, если заводной триб имеет слишком свободную посадку на заводном валу.

Зубья заводного триба не должны касаться платины и стенок паза. Слишком большое, но длинное посадочное место для заводного триба на валу может привести к плохому зацеплению его зубьев с зубьями кулачковой муфты. Исправление этого недостатка может быть выполнено удлинением квадрата заводного вала за счет посадочного места триба или подкладкой шайбы с противоположной от зубьев стороны триба.

Короткое посадочное место заводного триба может вызвать наклонное его положение, что приведет к быстрому износу зубьев. При таком дефекте при заводке часов появляется треск в заводных колесах. Изношенные или создающие треск кулачковая муфта и заводной триб следует заменить.

Плохое зацепление зубьев кулачковой муфты и заводного триба может быть вызвано слишком свободной посадкой их на заводном валу. В этом случае необходима замена заводного вала более полным. Свободная посадка кулачковой муфты на заводном валу может привести к потере зацепления ее с переводным колесом.

Плохо изготовленный квадрат на заводном валу приводит к перекосу кулачковой муфты и к потере нормального зацепления с переводным колесом.

Малый зазор между зубьями кулачковой муфты и зубьями переводного колеса может вызвать случайное зацепление их головок при вращении заводного вала во время заводки часов и этим нарушить положение стрелок.

Зацепление коронного колеса и заводного триба нарушается при высокой его посадке, что также может вызвать треск при заводке часов. Необходимо тщательно проверить посадочное место коронного колеса и, если необходимо, опустить его, подобрав новую подкладку.

Серьезным дефектом передачи завода является износ колес и переводных рычагов.

Фиксированные положения передачи завода и перевод стрелок определяются положением переводного рычага, острый край которого помещается в уступе заводного рычага. Такая конструкция часто встречается в часах, она работает нормально, если уступы имеют острые края. Если края заовалены, то муфта при переводе стрелок отходит назад и вновь включает завод. Устраняют этот дефект, оттягивая острую часть переводного рычага с последующей его обработкой.

Фиксатор переводного рычага обеспечивает фиксацию в двух позициях. Этот фиксатор часто составляет одно целое с мостом-ремонтуаром, тогда он малоэластичен. При переводе стрелок приходится затрачивать значительные усилия, чтобы вытянуть заводную головку. В результате этого ослабляется винт переводного рычага. Этим, в частности, объясняется частая утеря заводных валов.

Для увеличения эластичности фиксатора необходимо уменьшить его толщину. Иногда часовщики допускают серьезную ошибку, не завинчивая до конца винт переводного рычага, которым удерживается заводной вал. Винт постепенно ослабляется, и рычаг перестает удерживать вал. Поэтому необходимо завинчивать до конца винт переводного рычага, но рычаг не должен прижиматься к платине, а должен быть свободным и в то же время без большого высотного зазора. Этот винт нужно проверять со стороны мостов, чтобы во время вытягивания и возврата заводного вала его шлиц не передвигался.

К зубчатой передаче завода пружины может быть отнесена стопорная собачка, удерживающая барабанное колесо или специальное стопорное устройство.

Все типы часов с пружинным двигателем от самых маленьких до настольных, настенных и напольных имеют самые различные стопорные устройства, препятствующие мгновенному спуску пружины. Стопорные устройства наручных и карманных часов показаны на фиг. 99.

Фиг. 99. Храповое устройство карманных часов при заводке и торможении.

Часы, поступающие в ремонт, могут иметь пружину хода или боя в заведенном состоянии. Для проверки состояния пружины хода в часах наручных и карманных, а также в других типах часов, имеющих пружины, установленные в барабанах, их заводят и одновременно проверяют при этом состояние стопорного или так называемого храпового устройства.

В крупных часах храповое устройство (фиг. 100) конструктивно выполняют иначе, чем в часах наручных и карманных.

Фиг. 100. Храповой механизм.

Проверку состояния пружины хода в наручных и карманных часах производят следующим образом. Головку перемещают в направлении заводки до отхода собачки от зубьев барабанного колеса; удерживая собачку и медленно поворачивая заводную головку в обратном направлении, спускают пружину. Заводная головка при этом надежно удерживается пальцами, чтобы она не сорвалась. В конце спуска пружины заводная головка может быть отпущена, но не больше чем на два последних оборота барабана. Целесообразно сосчитать количество оборотов вала барабана за время спуска пружины.

При быстром спуске пружины вал барабана может увлечь внутренний конец пружины и вызвать ее обрыв около крючка или соскок пружины с крючка вала. Обрыв пружины хода связан с необходимостью ее замены или исправления; соскок также приводит к необходимости демонтажа и монтажа барабана и связан со значительной потерей времени, особенно в сложных часах.

Подавляющее большинство современных наручных и карманных часов имеет храповое устройство, имеющее свободный доступ к нему.

При спуске пружины хода собачку не следует отодвигать металлическими инструментами (отверткой, пинцетом и т. д.), так как, пользуясь ими, можно сделать на платине царапину. Смещение собачки следует производить заостренной деревянной палочкой.

В отдельных типах часов храповое устройство находится под циферблатом; для спуска пружины хода в них необходимо раньше снять циферблат. В некоторых часах с таким храповым устройством для доступа к собачке имеется специальное отверстие в мосту, через которое палочкой можно освободить собачку; иногда непосредственно на собачке укреплен штифт, который проходит через отверстие моста.

Исправление изношенной собачки и придание ей необходимого профиля возможно только в том случае, если она имеет достаточный размер.

Плохая установка собачки, неправильная ее форма в результате износа или обработки может вызвать резкий спуск пружины хода с поломкой осей и зубьев колес.

Пружина хода при резком спуске также может получить повреждение. Удерживающие выступы собачки под действием ее пружины должны плотно входить во впадины зубьев барабанного колеса.

Усилие, создаваемое пружиной хода, должно восприниматься всей поверхностью выступа собачки, а не частью его.

Собачка, имеющая слишком мелкое зацепление с колесом, может выскочить из зубьев, особенно в том случае, если пружина собачки слишком слаба. При износе собачки и зубьев барабанного колеса они должны быть заменены; в крайнем случае следы износа на барабанном колесе и на собачке могут быть устранены шлифованием. В современных часах барабанное колесо закрепляют на квадрате оси заводного вала. Собачку, удерживающую барабанное колесо, устанавливают на мосту барабана. Мост барабана должен иметь посадочное место для собачки, обеспечивающее свободу ее действия при зацеплении с зубьями барабанного колеса собачки.

Во всех храповых устройствах собачка должна иметь небольшой высотный зазор, чтобы она не могла оказаться выше зубьев барабанного колеса.